Устройство монолитных железобетонных конструкций.

В настоящее время при возведения зданий и сооружений все большее распространение приобретает монолитное строительство. Это – возведение конструктивных элементов из бетонной смеси и стальной арматуры с использованием специальных форм (опалубки) непосредственно в проектном положении.

Создается абсолютно жесткий каркас с различными видами ограждающих конструкций. В нашей стране долгие годы предпочтение отдавалось сборному строительству. Хотя можно отметить, что в 30-е годы – время развития конструктивизма – имелся опыт монолитного строительства. Затем было время «кирпича», очень активно пропагандировалось панельное домостроение, и лишь последние 10 лет можно говорить о том, что монолитное строительство заняло свое достойное место.

Преимущества монолитного строительства перед другими технологиями состоят в следующем:

· Шаг несущих конструкций при монолитном строительстве не имеет значения. В сборном – все конструкции имеют размеры, кратные определенному модулю; технология конструкций, выполняемых на заводе, не позволяет быстро изменить форму оснастки. Поэтому архитекторы и проектировщики были привязаны к определенным типоразмерам и, как следствие – ограничены в принятии проектных решений.

· Монолитные здания легче кирпичных на 15–20%. Существенно уменьшается толщина стен и перекрытий. За счет облегчения веса конструкций уменьшается материалоемкость фундаментов, соответственно удешевляется их устройство.

· Производственный цикл переносится на строительную площадку. При сборном домостроении изделия изготавливаются на заводе, привозятся на площадку, монтируются. При изготовлении сборных конструкций закладываются допуски на всех технологических этапах, которые приводят к дополнительным трудозатратам при отделке стыков. Если монолитное строительство ведется по четко отработанной схеме, то возведение зданий осуществляется в более короткие сроки.

· Монолитное строительство обеспечивает практически «бесшовную» конструкцию. Благодаря этому повышаются показатели тепло- и звуконепроницаемости. В то же время конструкции более долговечны.

Применение современных опалубочных систем при монолитном строительстве значительно повышает его технологичность. Сроки, качество возведения конструкций во многом определяет применяемая опалубка.

Современные опалубочные системы можно классифицировать по различным критериям.

· По области применения и конкретных задач: для стен; для перекрытий; колонн; кольцевых стен с изменяемым радиусом; туннельная; односторонняя.

· По конструктивным особенностям: рамные; балочные.

· По способу установки: стационарная; самоподъемная; подъемно-переставная; подъемная, несъемная.

· По размерам: крупнопанельная; мелкоштучная.

· По применяемым материалам. Для изготовления элементов опалубок применяют различные материалы: сталь, алюминий, древесину, пластик.

Вариант жесткого монолитного каркаса с эффективными ограждающими конструкциями является на сегодняшний день преимущественным направлением в жилищном домостроении.

Применение технологии возведения монолитных зданий дает возможность возводить здания разного назначения, различной этажности с применением в качестве ограждающих конструкций широкого спектра материалов. Монолитный каркас может быть трех типов:

· с несущими продольными стенами;

· с несущими поперечными стенами;

· с перекрытиями на несущих колоннах.

Технология бетонирования конструкции выбирается с учетом типа конструкции, ее расположения на здании или сооружении, климатических условий, наличия энергетических ресурсов и т.д.

Фундаменты и массивы в зависимости от объема, заглубления их высот и других особенностей могут бетонироваться с использованием следующих технологических схем: разгрузкой смеси из транспортного средства непосредственно в опалубку с земли или передвижного моста или эстакады, с помощью вибропитателей, виброжелобов, бетононасосов или бадьями с помощь кранов.

В фундаментах со сторонами сечения подколонника 0,4-0,8 м. высота свободного падения бетонной смеси допускается до 5 м., при размерах сторон более 0,8 м. – 3 м. Бетонировать высокие подколонники при осадке конуса, равной 4-6 см нужно медленно и даже с некоторыми перерывами (1-1,5 ч.), чтобы исключить выдавливание бетона, уложенного в ступени, через их верхние открытые грани.

Фундаменты, воспринимающие динамические нагрузки, бетонируют в непрерывном режиме.

Задача 1.

Определить объем и трудоемкость опалубочных, арматурных, бетонных, и распалубочных работ при возведении монолитных фундаментов.

Исходные данные: рабочие чертежи (рис. 5.1., 5.2.), ЕНиР сб.4 вып.1. Вес сетки С-1 -360 кг, вес каркаса К-1 -180 кг.

При подсчете объемов и трудоемкости работ единицы измерения ж/б работ принимаются в соответствии с ЕНиР:

- укладка бетонной смеси - в куб.м.;

- установка стержневой арматуры - в т;

- установка арматурных каркасов - в шт.;

- устройство опалубки - в кв. м опалубки прилегающей к бетонной конструкции;

- устройство поддерживающих лесов опалубки - в пог.м стоек;

Размеры здания в цифровых осях 144 м., в буквенных осях 18 м.

Опалубка для устройства фундаментов щитовая.

Возведение монолитных конструкций является типичным примером комплексного строительного процесса. В комплекс работ входят процессы изготовления и установки опалубки, изготовления и установки арматуры, приготовления, транспортирования и укладки бетонной смеси, разборки опалубки (распалубка). При этом устройство опалубки и армирование относят к подготовительным работам.

Рис.5.1. План фундаментов

 

Рис. 5.2. Типоразмеры фундаментов.

Ход выполнения задания.

Подсчет объемов работ удобнее производить в табличной форме одновременно с определением трудоемкости. Рассчитанный объём работ записывается в таблицу. Объём правильной усечённой пирамиды определяется по следующей формуле:

(5.1.)

Наименование работ	Объем работ	ЕНиР	Норма времени, чел*час	Трудоемкость, чел*час	Состав звена по ЕНиР
Ед. изм.	Кол-во
Опалубочные работы
Арматурные работы
Бетонные работы
Распалубочные работы

Задача 2.

Запроектировать организацию потока по устройству монолитных ж/б фундаментов.

Исходные данные.

Бетонирование ведется при среднесуточной температуре наружного воздуха +14°С. Распалубку фундаментов при этой температуре можно производить после выдерживания бетона в течение 48 часов. Ритм потока -1 сутки.

Бетонирование ступенчатых фундаментов осуществляют в три приёма. Вначале бетонируют нижние ступени, затем подколонник до гнездообразователя и далее верх подколонника. Бетонная смесь доставляется на строительную площадку в автосамосвалах и разгружается в опрокидывающие бадьи емкостью 1,2 куб.м. (масса 1 м³ бетона равна 2,4 т), каждая бадья с бетоном подается к месту работы краном. (Рис. 5.3.).

 

Рис. 5.3. схема подачи бетонной смеси к месту укладки

Ход выполнения задания.

Арматурную сетку ж/б фундаментов можно уложить только после установки опалубки первого уступа фундамента и во всех случаях ранее установки опалубки верхних уступов. Поэтому опалубочные и арматурные работы в данном случае придется выполнять одним комплексным звеном, состоящим из опалубщиков и арматурщиков. Таким образом, на возведении фундаментов будут использованы три звена (три группы рабочих):

1 - опалубщики с арматурщиками;

2 - бетонщики;

3 - распалубщики.

При поточном способе производства ж/б работ объект строительства разделяют на ярусы и захватки.

Наименьшее количество захваток, на которых одновременно заняты рабочие, машины или выполняются технологические процессы при возведении монолитных железобетонных конструкций, может быть выражено формулой:

, (5.2.)

где N – минимальное количество захваток;

Р - количество отдельных групп рабочих (опалубщики, арматурщики, бетонщики, распалубщики);

t_б - продолжительность твердения (выдержка) бетона до распалубки, сутки;

k - ритм потока, сутки.

Зависимость между сроками работ, общим количеством захваток и временем твердения бетона может быть выражена следующей формулой:

, (5.3.)

где Т - срок выполнения рассматриваемых работ на объекте, сутки;

t_р - продолжительность пребывания всех групп рабочих на каждой захватке, сутки;

После определения минимального количества захваток рассчитывается минимальный срок выполнения работ.

Не всегда минимальные сроки выполнения работ оправдывают затраты средств на организацию строительного процесса, оплату работы рабочих, машин и механизмов, транспортных средств. Практикой строительного производства определено, что для производительной и удобной работы опалубщиков, арматурщиков и бетонщиков при устройстве отдельно стоящих фундаментов достаточно 25 - 30 кв. м при длине опалубочного щита до 6 м. То есть, если размер захватки больше или меньше рекомендуемого, необходимо выполнить корректировку, уменьшив или увеличив их количество, производя работу в несколько потоков.

Необходимо определить количество кранов, использующихся при перестановке опалубки, монтаже арматурных сеток, бетонировании, а так же необходимое количество рабочих.

, , , ,

где К_о, К_а, К_б, К_р – количество опалубщиков, арматурщиков, бетонщиков, распалубщиков.

Количество рабочих необходимо скорректировать согласно требованиям ЕНиР.

После определения количества звеньев, кранов и продолжительности выполнения всех операций составляется график выполнения работ в форме линейной и в виде циклограммы. (См. рис.)

Если звеньев больше, чем фундаментов на захватке, то нужно организовать эти работы (устройство опалубки) в две смены.

Бетонные работы необходимо выполнять в две смены, для уменьшения необходимого количества монтажных кранов для подачи бетона из автосамосвала в котлованы.

Потребность в рабочих отображается на графике движения рабочей силы. Этот график строится по графику производства работ. Его значения определяются суммой числа рабочих в каждой смене.

Для каждого звена бетонщиков необходимо предусмотреть требуемое для производства работ количество глубинных вибраторов. Количество глубинных вибраторов определяется сменной производительностью бетонщиков, отнесённой к производительности вибратора. Кран подбирается по необходимой грузоподъёмности на наибольшем (требуемом) вылете стрелы. Норма выработки крана определяется по ЕНиР. Так же определяются затраты времени крана на установку арматурных сеток. По суммарной выработке крана определяется их необходимое количество.

Проектируемая норма выполнения определяется по следующей формуле:

, (5.3.)

где П_р.вып. – проектируемое выполнение нормы;

Т_р – нормативная трудоёмкость, чел.см.;

Прод. – принятая продолжительность работ;

n_р – количество рабочих в звене.

Практикой определено, что максимальное перевыполнение норм составляет 20%.